电子信息技术的迅速发展,致使电磁污染及干扰问题愈加严重,研制具有“宽、薄、轻、强”综合优异性能的吸波材料显得尤为重要。石墨烯材料因其具有轻质、高导电、大比表面积、强介电损耗等优点,但其阻抗匹配性能较差,损耗机制单一。对其进行异质元素掺杂或进行形貌结构设计,可有效改善其阻抗失配问题。本文基于电磁波吸收理论,阐述了不同维度石墨烯基吸波复合材料的研究进展,详细讨论了不同石墨烯基吸波复合材料的性能和吸波机理。还讨论了石墨烯吸波材料领域目前研究工作中存在的一些不足,最后针对石墨烯基吸波材料未来的研究方向和发展前景进行了展望。
图文参考
图1 CoS2/rGO纳米杂化物的结构和性能
图2 3D磁性石墨烯泡沫复合材料的
制备工艺流程
小结
近年来研究者对于石墨烯基吸波材料方面的研究做了很多有价值的工作。尽管如此,高性能多功能石墨烯基复合吸波材料的设计与制备依旧是未来研究的重点与难点。未来吸波材料发展方向主要集中在以下几点:
(1) 智能化设计。材料根据外界环境的变化调节自身的结构,使其电磁特性对环境做出最佳响应。
(2) 结构与功能一体化设计。用计算机技术模拟设计纤维状、蜂窝状或团簇状等吸波材料,在降低材料密度的同时拓宽吸波频带,研发具备吸波和承载等多重功能的新型纳米复合材料。
(3) 多光谱兼容性设计。材料能兼容多波段吸收,提高对先进探测系统的识别能力。
(4) 低维形态设计。纳米微粒、纳米纤维、颗粒膜等低维材料,其吸收频带宽、兼容性好、吸收强、质量轻,具有极大的发展潜力。
信息来源:中盈新能
氧化石墨烯:
氧化石墨烯(graphene oxide )是石墨烯的氧化物,一般用GO表示,其颜色为棕黄色,市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后,其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼,可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。
氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物,氧化石墨烯是单一的原子层,可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因此,其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料,具有聚合物、胶体、薄膜,以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质,因为其在水中具有优越的分散性,但是,相关实验结果显示,氧化石墨烯实际上具有两亲性,从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此,氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面,并降低界面间的能量。其亲水性被广泛认知。